某辦公附屬樓裂縫分析及加固處理

陳澤之 劉海峰

1 工程概況

某辦事處附屬樓共4層，局部2層，平面形狀為矩形，總長(zhǎng)約45.00 m，寬約11.00 m，總高度約16.05 m，其中 1 層層高 4.2 m，2層層高3.6 m，3層、4層層高均為3.3 m。附屬樓主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，其中44根錘擊沉管灌注樁，基礎(chǔ)的持力層為強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，樁徑400 mm，110根機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟挖孔灌注樁，基礎(chǔ)的持力層為中風(fēng)化泥灰?guī)r，樁徑350 mm，單樁承載力特征值為180 kN，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。該工程建于2008年，于2010年發(fā)現(xiàn)墻體部分出現(xiàn)多處雙面貫穿裂縫，地基周圍以及1層部分樓地面出現(xiàn)明顯塌陷。

2 檢測(cè)結(jié)果

附屬樓傾斜測(cè)量結(jié)果為:

1)該樓實(shí)測(cè)傾斜最大值為200 mm，超過(guò)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》傾斜允許值要求;附屬樓相對(duì)高程差測(cè)量結(jié)果表明，該樓最大相對(duì)高程差值已超過(guò)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的0.002L(L為兩測(cè)點(diǎn)之間的距離)限值要求(以上檢測(cè)值中均包含房屋原有施工誤差)。

2)通過(guò)對(duì)附屬樓結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷較嚴(yán)重，局部地面塌陷深度達(dá)到80 mm，外墻以及內(nèi)墻體出現(xiàn)多處雙面貫通斜裂縫，最大裂縫寬度達(dá)到10 mm，部分外墻瓷磚已鼓曲或脫落，個(gè)別窗臺(tái)壓頂已經(jīng)扭曲變形，部分混凝土柱及框架梁出現(xiàn)不同程度裂縫，上述裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于地基產(chǎn)生不均勻沉陷所致。

3)附屬樓地基基礎(chǔ)已經(jīng)產(chǎn)生不均勻沉降，墻體裂縫主要是由于地基的不均勻沉降引起，造成地基基礎(chǔ)不均勻的主要原因如下:根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告其場(chǎng)地填土11.6 m深，設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟挖灌注樁樁長(zhǎng)為13.5 m～7 m，樁未達(dá)到設(shè)計(jì)的持力層是樁基過(guò)大變形附屬樓產(chǎn)生裂縫的主要原因。

3 結(jié)構(gòu)缺陷原因分析

附屬樓地基基礎(chǔ)已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重不均勻沉降，墻體裂縫主要是由于地基的不均勻沉降引起，造成地基基礎(chǔ)不均勻的主要原因如下:

1)樁型方案欠妥，樁布置不合理，基礎(chǔ)局部承臺(tái)梁承載力不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。由于該附屬樓基礎(chǔ)為錘擊沉管灌注夯擴(kuò)樁與機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟挖孔灌注樁兩種樁型，錘擊沉管灌注夯擴(kuò)樁為端承樁，機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟挖孔灌注樁為摩擦端承樁，但由于兩種樁的形式不同，設(shè)計(jì)承載力不同，兩種樁在荷載的作用下沉降變形不一致，這是地基基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的重要原因。

2)地質(zhì)勘察報(bào)告其場(chǎng)地填土為11 m～6 m深，設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟挖灌注樁樁長(zhǎng)為13.5 m～7 m，樁未達(dá)到設(shè)計(jì)的持力層是樁基過(guò)大變形附屬樓產(chǎn)生裂縫的主要原因。

4 加固措施

1)對(duì)附屬樓基礎(chǔ)進(jìn)行灌漿加固處理:先采用地質(zhì)鉆機(jī)在樁中進(jìn)行鉆孔抽芯鉆孔，對(duì)樁身缺陷加固時(shí)需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1 m左右，對(duì)樁底持力層缺陷加固時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)樁底持力層要求從樁中或樁側(cè)鉆孔抽芯至完整持力層以下3 m左右。鉆孔孔徑開(kāi)孔為110 mm，鉆孔垂直度保證小于1%，每樁鉆3孔，每樁均有一孔鉆入持力層3倍樁徑且不小于3 m。然后在注漿孔口建立注漿裝置。孔口注漿裝置采用預(yù)埋設(shè)的方式固定在樁頂注漿孔口，采用水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。采用高壓旋噴方式噴射清水進(jìn)行沖洗擴(kuò)孔，旋噴后再進(jìn)行靜壓灌漿加固樁底及樁身，高壓旋噴結(jié)束后，將孔口封住，利用旋噴鉆孔對(duì)樁底進(jìn)行靜壓灌漿。漿液以525號(hào)高標(biāo)號(hào)水泥為主劑。施工參數(shù)為:灌漿壓力為1.0 MPa～5.0 MPa，灌漿漿液水灰比為0.7～1.0。經(jīng)靜壓灌漿后能對(duì)樁身與灌漿鉆孔連通的蜂窩有灌漿加固效果。而且經(jīng)多次靜壓灌漿，可以防止旋噴灌漿漿液收縮。

施工結(jié)束后，經(jīng)檢測(cè)單位對(duì)該樁進(jìn)行高應(yīng)變檢測(cè)表明，樁基承載力大幅度提高，加固后其承載力遠(yuǎn)高于承載力設(shè)計(jì)值，加固效果明顯，完全滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 纖維水泥復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

2)對(duì)墻體裂縫采用纖維水泥復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固處理(見(jiàn)圖1)。鋼筋網(wǎng)砂漿薄層加固補(bǔ)強(qiáng)的施工方法，包括如下步驟:

a.構(gòu)件表面處理:用物理和化學(xué)方法對(duì)構(gòu)件表面進(jìn)行處理，去除表面油垢，使表面形成凹凸不平狀，提高粘結(jié)力;

b.構(gòu)件表面植入剪切銷釘:先在原構(gòu)件表面鉆孔，將灰塵清干凈，用無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料將銷釘植入孔內(nèi)，待其固化;

c.鋪鋼筋網(wǎng)并進(jìn)行固定:將鋼筋網(wǎng)片鋪到構(gòu)件表面，并將鋼筋網(wǎng)與剪切銷釘進(jìn)行固定;

d.在鋼筋網(wǎng)及原構(gòu)件表面上涂抹砂漿層，以保證新抹砂漿層與舊混凝土表面緊密接觸。鋼筋網(wǎng)與剪切銷釘進(jìn)行固定，增強(qiáng)了鋼筋網(wǎng)砂漿薄層與原構(gòu)件之間抗剪性能，界面上不容易出現(xiàn)剪切剝離破壞，從而相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強(qiáng)度。

5 結(jié)語(yǔ)

該工程利用上述方案對(duì)樁基和墻體裂縫進(jìn)行加固處理，竣工后根據(jù)設(shè)置的長(zhǎng)期沉降觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測(cè)表明，該樓的不均勻沉降滿足有關(guān)規(guī)范要求，墻體也未發(fā)現(xiàn)有異常裂縫出現(xiàn)，希望本文能為此類建筑物的加固改造提供借鑒。

[1]GB/T 50344-2004，建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S］.

[2]GB 50292-1999，民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S］.

[3]GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[4]GB 50003-2001，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[5]王素花，郭群錄.建筑物常見(jiàn)裂縫分析及預(yù)防措施[J］.山西建筑，2010，36(12):132-133.